ХАРАКТЕРИСТИКА ТЕПЛОНОСИТЕЛЕЙ ДЛЯ СИСТЕМ ОТОПЛЕНИЯ

⇐ ПредыдущаяСтр 5 из 9Следующая ⇒

Теплоносители систем отопления должны обладать возможно большей способностью аккумулировать тепло, а также подвижностью, при которой расход энергии на перемещение теплоносителя по трубам был бы незначительным. Они не должны ухудшать санитарных условий отапливаемых помещений (выделять газы, загрязнять воздух помещения) и должны быть достаточно дешевыми.

Этим требованиям в той или иной степени удовлетворяют основные теплоносители: вода, пар и воздух.

От технико-экономических показателей теплоносителей зависят первоначальная и эксплуатационная стоимости систем отопления.

Рассмотрим основные параметры, характеризующие теплоносители.

Вода имеет большую плотность (1000 кг/м³) и высокую удельную теплоемкость [4, 187 кДж/(кг·К)], что позволяет передавать значительное количество тепла при малых ее объемах. Энтальпию воды можно изменять в больших пределах, повышая или понижая ее температуру. Возможность изменения температуры воды в широких пределах позволяет ограничить температуру теплоотдающих поверхностей нагревательных приборов и теплопроводов в соответствии с санитарно-гигиеническими требованиями, предъявляемыми к обслуживаемому помещению, и поддерживать равномерный температурный режим в течение всего отопительного сезона. В целях уменьшения затрат энергии скорость движения воды в системах отопления обычно ограничивают 1, 5 м/с.

Пар, используемый в системах отопления, имеет малую плотность (0, 6—1, 6 кг/м³), но в нем заключается большое количество тепла, выделяющегося в результате фазового превращения при конденсации в нагревательных приборах (2260—2160 кДж/кг). Перемещение пара по паропроводам осуществляется со скоростью 10—80 м/с, что позволяет передавать большие количества тепла на значительные расстояния при сравнительно малых затратах энергии. Конденсация пара происходит при постоянной температуре, соответствующей принятому давлению, что исключает возможность плавного регулирования теплоотдачи приборов и вызывает необходимость периодического выключения подачи пара, а это создаёт неравномерность температурного режима в отапливаемом помещении. Высокая температура пара ограничивает область его применения помещениями, к которым не предъявляются высокие санитарно-гигиенические требования. Использование пара с температурой ниже 100°С требует поддержания в отопительных установках вакуума, что удорожает их устройство и усложняет эксплуатацию.

Воздух имеет малую плотность (1—1, 2 кг/м³) и низкую удельную теплоемкость [1 кДж/(кг·К)], в связи с чем для передачи даже небольшого количества тепла требуется перемещать значительные объемы воздуха; затраты энергии при этом оказываются больше, чем при транспортировании такого же количества тепла с помощью воды или пара. Скорости движения воздуха ограничиваются 10—20 м/с, поэтому воздуховоды имеют большие сечения и занимают большие объемы, чем трубопроводы для воды или пара. Температура и энтальпия воздуха могут изменяться в широких пределах, что позволяет поддерживать в помещениях равномерный тепловой режим в течение всего отопительного периода. Обогрев помещений нагретым воздухом выгоден тогда, когда допустимо полное или частичное возвращение его для повторного подогрева без устройства распределительных воздуховодов, а также при одновременном использовании установки для отопления и вентиляции помещения, когда необходимо восполнить такое же количество воздуха, какое удаляется из помещения технологическими установками.

В табл. II.2 приведено сопоставление площадей поперечных сечений теплопроводов и поверхностей нагревательных приборов в системах отопления с различным теплоносителем относительно системы отопления с теплоносителем водой, имеющей начальную температуру 95°С и конечную температуру 70°С.

Для расчета отопительных установок зданий различного назначения принято принимать параметры теплоносителей, приведенные в табл. I.I.З. Этими параметрами устанавливаются виды теплоносителей, а также определяется средняя температура теплоносителя в нагревательных приборах, площадь их поверхности и тепловой режим в помещении.

СРАВНЕНИЕ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ОСНОВНЫХ СИСТЕМ ОТОПЛЕНИЯ

Системы отопления следует выбирать, руководствуясь основными требованиями, предъявляемыми к проектируемому зданию, и технико-экономическими показателями различных вариантов систем, допустимых по санитарно-гигиеническим условиям.

Основные преимущества систем водяного отопления:

а) возможность поддержания умеренной температуры на поверхности нагревательных приборов, исключающей пригорание на них пыли;

б) простота центрального регулирования теплоотдачи нагревательных приборов путем изменения температуры воды в зависимости от параметров наружного воздуха (качественное регулирование);

в) бесшумность работы и простота обслуживания.

Основные недостатки систем водяного отопления:

а) большое гидростатическое давление в нижней части систем, обусловленное их высотой (ограничивает высоту систем);

б) опасность замерзания воды в трубопроводе, проложенном в неотапливаемом помещении.

Основные преимущества систем парового отопления:

а) более высокая теплоотдача нагревательных приборов;

б) меньший, чем у систем водяного отопления, расход металла на трубы и нагревательные приборы;

в) меньшая, чем у систем водяного отопления, опасность замерзания;

г) возможность перемещения пара на большие расстояния без применения искусственного побуждения.

О сновные недостатки систем парового отопления:

а) высокая температура на поверхности труб и нагревательных приборов, вызывающая пригорание пыли и создающая антисанитарные условия в помещении;

б) невозможность гибкого центрального качественного регулирования теплоотдачи нагревательных приборов, в связи с чем применяется регулирование пропусками, т. е. путем периодического включения и выключения системы;

в) более сложная эксплуатация и более высокие бесполезные теплопотери трубопроводами, прокладываемыми в неотапливаемых помещениях;

г) значительные тепловые напряжения и деформации системы;

д) меньший, чем для систем водяного отопления, срок эксплуатации

из-за повышенной коррозии труб.

Основные преимущества центральных систем воздушного отопления:

а) возможность совмещения с системой вентиляции;

б) отсутствие в отапливаемом помещении каких-либо нагревательных приборов:

в) отсутствие тепловой инерции, т. е. немедленный тепловой эффект при включении системы;

г) возможность центрального качественного регулирования.

Основные недостатки центральных систем воздушного отопления:

а) большие сечения каналов (воздуховодов);

б) большие бесполезные теплопотери при прокладке магистральных воздуховодов в неотапливаемых помещениях.

Приведенные основные характеристики определяют область применения систем отопления того или иного вида. Системы водяного отопления, надежные в эксплуатации и отвечающие гигиеническим требованиям, нашли наибольшее распространение как в гражданских, так и в промышленных зданиях. Санитарно-гигиенические и эксплуатационные недостатки существенно ограничивают область применения систем парового отопления, которые не допускаются в гражданских зданиях, предназначенных для длительного пребывания людей. Паровое отопление допускается в промышленных зданиях и ряде общественных зданий при непродолжительном пребывании людей и рекомендуется для периодического или дежурного отопления помещений. Воздушное отопление отвечает санитарно-гигиеническим требованиям, но из-за свойственных ему недостатков нашло применение главным образом в сочетании с вентиляцией или в виде местных систем с высокотемпературным первичным теплоносителем для отопления помещений большого объема промышленных зданий.

⇐ Предыдущая 1 2 3 456 7 8 9 Следующая ⇒